（写真提供：元当社製造部機械工作課

故市川康夫氏）

第44巻

第２号
目

通巻第87号
次

2020

◆巻頭言

水泳の流体力学………………………………………………………………………………………… 伊

藤

慎一郎 

1

送水ポンプ設備………………………………………… 高

梨

真

吾

4

渕

上

貴

大

芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ…………………………………………………… 佐

々

木

隆

渕

上

貴

大

ガスブロワ……………………………………………… 富

田

雅

俊

12

RO法海水淡水化用エネルギー回収装置… …………………………………… 工

藤

昇

太

16

西原油槽所向け 消火・海水取水ポンプ… ………………………………… 角

晃

太

郎

20

片

山

景

市

火力発電所向けスクリーン洗浄ポンプ……………………………………………………………… 大

庭

史

敬

24

中央排水機場および毒蛇排水機場ポンプ設備受注………………………………………………… 

26

◆製品紹介

大阪広域水道企業団
東京都下水道局

泉北浄水池向け

アラムコ・ウスマニアガスプラント向
国内プラント向け
南西石油株式会社殿◆ニュース

東北農政局殿東京都下水道局殿

葛西水再生センター送風機設備再構築その４工事受注……………………………………… 

827

大阪市建設局殿

海老江下水処理場向け

ブロワ受注……………………………………………………………… 

28

大阪市建設局殿

中浜下水処理場向け雨水ポンプ設備受注………………………………………………………… 29

コスモエンジニアリング株式会社殿

コスモ石油株式会社 千葉製油所向けCO2ブロワ受注……………………… 30

インドONGC社PIPELINE REPLACEMENT PROJECT-VI（PANNA PROCESS PLATFORM）向け
OL PUMP３台、BOOSTER PUMP３台 受注…………………………………………………………………………… 

31

富士電機㈱殿／電源開発㈱殿鬼首地熱発電所向け温水ポンプ受注……………………………………………… 

32

ISTP31参加報告… ………………………………………………………………………………………………………… 

33関東地方整備局殿から担い手の確保・育成貢献表彰を受賞………………………………………………………… 

34

静岡県志太榛原農林事務所長殿より優良工事表彰を受ける………………………………………………………… 

35◆特許と実用新案… ……………………………………………………………………………………………………… 

36

DENGYOSHA		 TECHNICAL			 REVIEW
Vol.44 No.2 2020

CONTENTS◆Foreword
Fluid mechanics in swimming���������������������������1
S. Ito◆Product Introduction	Water Transfer Pump of Senboku Water Treatment Plant
for Osaka Water Supply Authority�������������������������4
S. Takanashi, and T. Fuchigami
	Sewage Pump for Shibaura Pump Station,
Bureau of Sewerage Tokyo Metropolitan Government�����������������8
T. Sasaki and T. Fuchigami
Gas blowers in ARAMCO Uthmaniyah gas plant������������������ 12
M. Tomita
Energy recovery device for desalination plant in domestic company���������� 16
S. KudoFire Fighting and Sea Water Intake Pump for Nishihara Oil Station, Nansei Sekiyu K.K.� 20
K. Kado and K. Katayama
Screen Wash Pumps for Thermal Power Plant������������������� 24
F. Oba◆Patent������������������������������������ 36

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

水泳の流体力学

水泳の流体力学

Fluid mechanics in swimming

伊藤

慎一郎

工学院大学

工学部

可視化情報学会

機械工学科

教授

第32期会長１．はじめに科学技術が高度に発達し複雑な現代社会に住む我々にとって、スポーツは今や健康で豊かな生活を送る上で欠かすことの出来ないものとなっており、今後益々重要になってくると考えられる。現代のスポーツは、用具・設備・施設などのハードウエアを抜きにしては考えられないほどに、その依存度が高くなっている。このハードウエアの高性能化や安全性・快適性向上には機械工学の関与が欠かせない。しかし、スポーツは言うまでもなく機械工学的手法だけでは捉えることのできない分野であり、複雑な人間のダイナミクスを抜きに語ることの出来ない領域である。身体能力を一流の選手の動作解析を行うバイオメカニクス分野の手法とは別に人間の行動を機械的動作として考え、テクニック導出
による最適動作によって記録の向上も図り、またその動作を補助するスポーツ用具を作り出す分野がスポーツ工学である。2021年には東京オリンピック・パラリンピックが開催される予定であり、国威発揚にもつながる多くのメダル獲得のためスポーツ工学の貢献はますます期待され、主体的に寄与すべき重要な課題を解決する機会は広がっていくと考えられる。

日本競泳陣の近年の活躍は目覚ましいものがあるが、彼らの泳法の中心となっているⅠ字泳法（抗力泳法）はItoら⑴の流体力学的解析からの提唱を実践したものである。筆者の専門分野である流体力学的観点からみたスポーツを紹介したい。

２．水泳の流体力学２−１

泳速度と水着の関係

４年に一度開かれるオリンピックは人間の極限の能力を評価する競技会であり、メダルの獲得とその記録によって、参加者のみならず我々一般観客もその成果によって一喜一憂される。ほぼオリン
ピックを期にスポーツ技術と世界記録の向上がみられる。水泳技術の変遷を、タイムを媒介として可視化してみると高速水着の影響の大きさがわかる。

男子

はサメ肌水着と革新的泳法をもたらしたイアン・ソープが登場した年であり、後者はレーザーレー

サーに代表される高速水着が登場した年である。
すなわち水泳の世界記録は高速水着の登場によって大きく塗り替えられたのである。サメ肌水着は–1–

タイム［秒］て図１に可視化してみると、男子2000年と男女2009 ～ 10年に大きな不連続点が見られる。前者

女子

49.5
49.0
48.5
48.0
47.5

女子

47.0

男子

46.5
1975

1995

2015 ［年］

図１ 自由形100m男女世界記録の変遷

55.5
55.0
54.5
54.0
53.5
53.0
52.5
52.0
51.5

タイム［秒］

その影響を、自由形100 m世界記録をグラフにし電業社機械

水泳の流体力学

Vol.44No.2（2020）

サメの鱗を模擬したもので、かつて3Mが開発したリブレットに類似したものである。これは表面抵抗の主要因となる乱流抵抗を軽減する目的で表面加工されたものであったが、レーザーレーサーは撥
水効果によって粘性抵抗を軽減するものであった。さらに締め付けによって流体抵抗を抑えた水着であり、特にスタートとターンの潜水時に効果を発揮した。しかしながら記録の向上は技術と努力によって達成できるものであり、用具に頼るべきではないとのことで2010年より通常水着に戻ることになった。100 m自由形に関しては2009年以降、世界記録は残念ながら男女とも生まれていない。それほど突出した記録であった。図２に示すように生物の泳速度は体長との関係がある。この関係は人間にも当てはまりフォームに依存するが、図３に示すようにそれぞれのフォームで身長が高いほど泳速度は速くなり、体格も重要な因子であることが分かるが、体格にも限界があり、もはや世界記録を破る
ためには泳法技術の向上しかない。
２−２

スッポン泳法交互に四肢を使って泳ぐ生き物にスッポンがいる。スッポンは河川や湖、池沼などに生息する沼亀達と同様の亀の仲間であるが、殆ど水中で生活するために泳ぎに適した形状になっている。手足にはヒレがつき、甲羅は薄く扁平で、いわゆる流線型をしている。生物の動きは大きく分けて最大効率運動と最大速度運動の２種類に大別できる。前者は平常時の運動であり、エネルギー消費が最も少ない動作である。後者は餌を捕まえるとき、敵から逃げるときの必死の移動動作である。人間の移動動作に当てはめるなら、普通の歩きが最大効率運動に、全速力の走りが最大速度運動に相当する。スッポンの動きを観察したところそれぞれの動きは足ヒレの角度とストローク角度が全く異なっていた。最大効率運動モードでは水かきは水を切るような動きで、揚力を使う運動になっているのに対し、最大速度運動時は水をヒレで捉えて押す、作用反作用の法則による抗力を使った動きになっていた。

筆者ら⑶はこれら観察したスッポンの泳ぎを数式化し、速度、エネルギーなどを計算してみた。計算によって得られた最大速度運動（最大推力運動）と最大効率運動は、それぞれが観察結果の動きとほぼ一致したのである。同じ数式を使って人間の自由形泳を計算すると、同様に最大速度運動と最大効率運動の結果と動きが得られた。この最大速度運動が図４に示すスッポン泳法あるいはⅠ字スト

ロークであり、スッポンの最大速度運動と同様、手のひらは進行方向に直角であった。この泳ぎの基
本は４泳法全てに当てはめられ、現在の日本の水泳陣を支えている泳ぎである。一方、計算で得られた最大効率運動は自速度 U（m/s）

10

カツオ

カワカマス

瞬間速度

1

コイ

0.1

クジラ

クジラ

ヒト
ウナギ

ウグイ
マ ス
フ ナ

持続速度

0.1
0.01

原潜

シャチ
カマス
イルカ
イルカ

1
体長 l（m）

10

100

Women

Japan

Men

Women

2.4
Swim Speed［m/s］

キハダ

World

Men

Free
Back
FLY
Breastカジキ

ノット Km/ｈ

Record

2.2

FLY

2.0

Back

1.8
1.6 Free
1.4

Breast
160

180

200

Height of Swimmers［cm］

図２ 種々の遊泳体の速度（永井，1982）

図３

–2–

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

水泳の流体力学

由形の基本であるＳ字泳法（手のひらを身体に対してＳの字を描く泳法）、図５である。これは主に揚力を利用する泳ぎである。手のひらはスッポンの最大効率運動同様、水を斜めに切るような角度になっていた。Ⅰ字泳法以前に、長年Ｓ字泳法が自由形の常識となっていた理由は、「Ｓ字泳法は無駄のない泳ぎ（最大効率）」→「達人の泳ぎ」→「達人＝競泳選手」との３段論法の発想がバックグラウンドにあったからだと思われる。その後、筆者らの実験⑷では生理学的にもスッポン泳法は200 m以上の距離では、選手の持つ最大速度80%以上になると疲労物質（乳酸）の蓄積が少なく、競泳には有利であることが確かめられた。

人間は理性があるがゆえに、本能本来の動きを変えてしまった。競泳のみならずスポーツではもう一度、本能の動きに立ち戻ってみるべきではないだろうか。

キャッチ
抗力泳ぎ

キャッチ

プル
抗力泳ぎ

プル

フィニッシュ
スカリング泳ぎ

フィニッシュ
図中左手は
水面上

図中左手は
水面上

図４ 最速・スッポン泳法のストローク

図５ 自由形の一般的なストローク

手のひらは進行方向軸に直角にそして、ほぼまっすぐに動かす。

手のひらは身体から見るとＳ字を描いているため、Ｓ字プルスト

Ⅰ字プルストロークと命名。

ロークと呼ばれる。

３．おわりに科学的な根拠に基づき、効率的で、個々の選手に適した泳法のトレーニングにより、体格の劣る日本人でも世界に通用することを近年の日本水泳陣は示してきた。今後は、世界に匹敵するような体格を持ち、実力のあるジュニアエリートの育成することにより益々の活躍を期待したい。さらに高度なスポーツ技術は科学的サポートが不可欠であり、幅広い分野の融合であるスポーツ工学も一役買っている。トレーニング用具・器具、スポーツ用具・ウェアらもスポーツ技術の進化と共に進んでいる。
スポーツと工学は密接な関係にある。
＜参考文献＞⑴ ITO, S., Okuno, K., 2003.6, A Fluid Dynamical Consideration for Armstroke in Swimming, BIOMECHANICS AND MEDICINE IN
SWIMMING IX, pp.39 ～ 44, Pub. de l'univ. de Saint-Etienne.

⑵

伊藤慎一郎，世界的スイマーの育て方への提言，2006，日本水泳･水中運動学会年次大会講演論文集⑶ ITO, Shinichiro, AZUMA, Akira, 2001.9, Analysis of Thrust Performance for Paddling Locomotion, Theoretical and Applied Mechanics,
50, pp.217 ～ p.280., University of Tokyo Press.

⑷ S. Ito , T. Matsumoto and D. Abe, 2008.3, A Difference of Blood Lactate Level in Freestyle Swimming between S-Shaped and I-Shaped

Stroke, Books of Abstracts, the 1st International Scientific Conference of Aquatic Space Activities,（Tsukuba, Japan）, p.58, CD-ROM
pp.358-361.

⑸ Achenbach, E., Experiments on the flow past spheres at very high Reynolds numbers, J. Fluid Mech. 54: 565-575.

–3–大阪広域水道企業団

泉北浄水池向け

送水ポンプ設備

大阪広域水道企業団

電業社機械

泉北浄水池向け

Vol.44No.2（2020）

送水ポンプ設備
高梨真吾

渕上貴大

Water Transfer Pump of Senboku Water Treatment Plant
for Osaka Water Supply Authority
By Shingo Takanashi and Takahiro Fuchigami
Senboku Water Treatment Plant is located in the south of Sakai-City, Osaka. Senboku water
treatment plant is gathering water from several pump stations such as Tondabayashi Pump Stationand so on. DMW has supplied new water supply pipelines from near several pump stations to
Senboku water treatment plant in order to make treated water supply more reliable and safety
against disasters.
DMW contracted the design, manufacture, installation and commissioning of water transfer
pumps with accessories.

１．はじめに大阪府の水道設備はこれまでも耐震化を含めた老朽化
施設の計画的な更新を行ってきたが、大幅な水需要の見京都府直しに伴い、施設更新についてさらなる効率化、重点化を図り、災害に対する安全性を強化するための施設整備
マスタープランが策定されている。
泉北浄水場もマスタープランの対象となり、泉北浄水磯島取水場

池から付近の配水池に向けて送水管を敷設し、供給を多

村野浄水場

兵庫県

重化することで安定性の強化を図っている。今回はその四条畷ポンプ場

配水池へ送水するため、送水ポンプ設備を新たに設けた。

枚岡ポンプ場

２．送水ポンプ設備の概要

奈良県
大阪湾

本送水ポンプ設備はポンプ設備、送水管設備、流量・

藤井寺ポンプ場
美稜ポンプ場

圧力調整設備、電気設備で構成されている。送水管敷設

富田林ポンプ場

工事は現在も継続しており、現在は低揚程のニュータウ
ン配水池へ送水し、将来は高揚程の西之山配水場へ送水

泉北浄水池
和泉浄水池

する計画である。今回工事にて高揚程仕様ポンプのイン

関西空港

ペラを付属品として納めており、将来高揚程で送水する

泉佐野ポンプ場

場合には現地で高揚程仕様インペラに取り替える計画となっている。現状の低揚程ポンプ仕様は、吐出し量714

和歌山県

m3/h、全揚程55 mのφ300×200送水ポンプ４台が設置されており、高揚程ポンプ仕様は吐出し量672 m /h、3

全揚程86 mである。送水流量や送水圧力の制御方法と–4–

図１ 位置図Fig.１ Site location

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

大阪広域水道企業団

泉北浄水池向け

送水ポンプ設備

３．設備の概要

３－１

送水ポンプ

送水ポンプは浄水を高い場所にある配水池に送るためのポンプである。送水ポンプの仕様を表１に示す。現状の低揚程仕様から将来の高揚程仕様に変更する際、ケー
シングは流用し、現地でインペラのみを交換する計画であり、高揚程用のインペラを付属品として全台分納入している。
ポンプの過少流量側と過大流量側の流量範囲において、一定以上の高効率指定があり、ケーシングを流用し、低揚程と高揚程の両仕様インペラでも指定効率を満足する特殊仕様のポンプ設計としている。

図２ 送水ポンプ据付状況

Fig.２ View of pumping station

表１ 送水ポンプ仕様

Table１ Pump Specifications
形
吸水井A

吸水井B

２号

４号

１号
集合管
制御弁

３号

式

吸込／吐出し口径（mm）

300 ／ 200

吐量（m3/h）

714（672）*1

程（m）

55（86）*1

出

全

送水ポンプ

取

戻し流量
調整弁

横軸両吸込渦巻ポンプ

し
揚

扱

流

体

電 動 機 出 力
台

上水
（kW）

数

220
4

*1：括弧内の数値は高揚程時の仕様を示す

次に、ポンプの外観図を図５に示し、以下に本ポンプ

図３ 全体据付図の特徴を記す。

Fig.３ Sectional view of pumping station① ウォータハンマ対策として当社最大級のフライホ
イールを備えている。
② 軸受は質量が大きいフライホイールを支持するため、円筒ころ軸受とし、ファンによる冷却方式を採

吸水井B

吸水井A

用している。
③ 高揚程用の羽根車は脈動対策として、千鳥羽根と固定オリフィス
１号

２号

３号

４号

送水ポンプ
圧力伝送器
（一次側）

戻し流量
調整弁

している。
④ 上水用のポンプのため、ケーシング割面の液状ガ

電磁流量計 圧力伝送器
集合管 （二次側）
制御弁

スケットに食品機械用のグリースを使用している。

電動機（220 kW）

フライホイール

図４ 系統図Fig.４ System diagram of pumping station

して、送水ポンプの運転台数制御や、集合送水管に設けた流量調整弁の開度制御、集合送水管から吸水井への戻図５ ポンプ外形図

Fig.５ Outline Drawing of the Pump

し系統を使用した制御を行っている。

–5–

送水ポンプ

大阪広域水道企業団

泉北浄水池向け

送水ポンプ設備

電業社機械

No.2（2020）

用し、現地の機器および配管の構成での脈動の解析を行

また、各軸受は油漏れ対策を施した構造とし、日常点

い、有害な脈動の発生は無いことを確認した。そして、検用に油面計および接点付温度計を付属している。
３－２

Vol.44

制御方法

工場試運転にてポンプの脈動測定を行い、解析結果通り

本送水ポンプ設備は流量一定制御と圧力一定制御の制の脈圧値であることを検証し、現地試運転でも脈圧値の御方法を任意で選択し、送水流量または圧力の制御を行測定を行い、解析通りに有害な脈動は発生していないこ

う設備である。

とを検証した。

３－２－１

運転台数および弁開度による制御

３－４

送水集合管に設けた電磁流量計により測定した流量、

CFD解析

３－４－１

ポンプ内部の解析

または圧力伝送器により測定した圧力を、目標値と比較

低揚程仕様および高揚程仕様における定格流量のして送水ポンプ運転台数や集合管制御弁の開度を調整し120%の運転状態において、ポンプ内部および羽根車吸制御を行っている。

込部の圧力低下によるキャビテーションなどの異常が発なお、集合管制御弁は低揚程仕様と高揚程仕様の両仕

生しないことをCFD解析にて確認を行った。有害な圧力様で使用可能であり、使用範囲における弁開度でバルブ低下が発生する場合は、発生個所に青色などで示される

キャビテーションが発生しないようキャビテーション抑が、今回の解析結果は図７に示すように圧力低下の発生制型を採用した。

がないことを確認した。

３－２－２

戻し系統による制御

送水流量が少なくなった場合に、戻し系統を使用する
ことにより、ポンプの過少流量域での連続運転を避ける
ために、送水集合管から吸水井へ送水流量を戻す系統を設けている。本系統は戻し流量調整弁と固定オリフィス
にて流量調整を行っており、戻し流量調整弁はいかなる開度においてもキャビテーションが発生しないように多孔オリフィス弁を使用している。
戻し流量調整弁全開時の最大戻し量はポンプ１台の定格流量の約80％としており、ポンプの全送水量を戻した
場合においても振動などが小さく安定した運転点での連図７ ポンプ内部の解析結果

続運転が可能となるよう設計している。

Fig.７ CFD analysis of Casing（computational fluid analysis）

３－４－２

吸水井の吸込渦の解析

吸込渦の無対策の状態でポンプを運転した場合の吸水
井内の渦解析を行ったところ、有害と判断できる水中渦の発生が確認された（図８）。そのため吸水井内の吸込管の形状と取付方向を変更することで、床面や壁面に到達する渦は無くなり、水中渦発生の抑制を図った（図９）。

図６ 戻し系統の状況

Fig.６ View of water return system
水中渦発生

３－３

脈動対策

図８ 無対策の吸水井解析結果

Fig.８ Vortex of Suction well Without Countermeasure

低脈動とするために高揚程のインペラは千鳥羽根を採–6–

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

大阪広域水道企業団

泉北浄水池向け

送水ポンプ設備存である。
本設備の設計・製作にあたり終始適切なご指導とご協力を頂いた大阪広域水道企業団殿の関係各位のご協力に心より感謝の意を表します。
＜参考文献＞⑴ 大阪広域水道企業団
渦中心線は壁面、床面に到達していない。

施設整備マスタープラン

図９ 対策後の吸水井解析結果（2020/10/5

水道用水供給事業

http://www.wsa-osaka.jp/joho/plan
アクセス）⑵ 泉佐野市上下水道局ホームページ

Fig.９ Vortex of Suction well With Countermeasurehttps://www.water.izumisano.osaka.jp（2020/10/5

アクセス）＜筆者紹介＞

４．おわりに

高梨真吾：2005年入社。主にポンプ設備のシステム設計業務に

大阪広域水道企業団 泉北浄水池向け送水ポンプ設備従事。現在、プラント建設部
任の概要を紹介した。送水ポンプは安全な水道水を安定しシステム設計１課

主渕上貴大：2011年入社。主にポンプの計画見積業務に従事。現在、て供給するための重要機器である。今後も安定したポン

産業システム技術室水力技術課

プ性能、維持管理性の良いポンプ設備を提供していく所

–7–

主任

東京都下水道局

芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ

東京都下水道局

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ
佐々木

隆

渕上貴大

Sewage Pump for Shibaura Pump Station,
Bureau of Sewerage Tokyo Metropolitan Government
By Takashi Sasaki and Takahiro Fuchigami
The sewage pump facility of Shibaura pump station sends sewage to Shibaura Water Reclamation Center. This pump has the biggest pump capacity, head and power vertical spiral mixed flow
pumps that DMW has supplied to Tokyo Metropolitan Government.
The height of discharge piping from pump discharge to pressure regulated water tank is about 44
meters, and the difficult site installation work have completed.
１．はじめに却・トイレ用水に使用しているほか、オゾンによってさ

芝浦ポンプ所の汚水ポンプ設備は、本ポンプ所芝浦系

らにきれいにした後で近隣地区にトイレ用水などとしてに流入する汚水を吸揚し、芝浦水再生センターへ送水す

供給している。

る設備である。芝浦水再生センターは昭和６年に稼働し今回納入した汚水ポンプ設備は、当社が東京都下水道た東京都で３番目に古い水再生センターである（図１）。

局殿に納入する最大口径の立軸渦巻斜流ポンプで、高揚同センターの処理区域は、千代田・中央・港・新宿・渋程・大容量・高出力の特徴がある。また、汚水ポンプ

谷区の大部分および品川・文京・目黒・世田谷・豊島区から調圧水槽までの吐出し配管の高さが約44 mもあり、の一部で、面積は6 640haとなり、JR山手線の内側の広

難易度の高い配管の施工を行い、工事が完了したので以さに相当する。処理した水は東京湾（運河）へ放流し、下に報告する。

その一部を繊維ろ過してセンター内で機械の洗浄・冷

図１ ポンプ所位置図⑴Fig.１ Location of Pumping station–8–

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東京都下水道局

晴天時

雨天時

吸込側と吐出側の偏心量 60 mm

芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ

偏心量 50 mmの偏心管

図２ ポンプ位置図

Fig.２ Layout of pumping station

２．機場の概要

リブを適切な位置に配置して、十分な強度を有する

本機場は、晴天時の少水量送水時は芝浦系汚水ポンプ

ケーシングを設計した（図４）。

１号～３号のいずれかを運転し、雨天時の降雨状況によ② 輸送・搬入口サイズや機場の配管レイアウトを考り、同４号～７号を運転する。今回は雨天時に運用する

慮して、ケーシングの吐出しノズル部を分割すると

芝浦系汚水ポンプ６号を新たに増設した（図２）。また、

ともに、分割部分をルーズ管とすることでスペース

汚水ポンプの軸封装置は更新毎に無注水化を図っていの制限に対応した。
③ ポンプのスラスト軸受には、転がり軸受（オイルる。

潤滑）を採用し、冷却用のファンを設けている。

３．設備の概要

３－１④ ポンプのラジアル軸受および中間床軸受ユニット

芝浦系汚水ポンプ６号（グリス潤滑）は、グリス排油のメンテナンス作業

汚水ポンプの仕様を表１に示す。また、ポンプの外観性を考慮し、排油ランナ、グリス掻出し棒などを設

図を図３に示す。ポンプは３床式であり、中間床に軸受けている。
⑤ 使用流体が汚水ということを考慮し、メカニカル台を配置している。本ポンプの特徴を以下に記す。
① ケーシングは鋳鉄製でダブルボリュート構造とシールの清掃が行えるよう、軸封部にはフラッシン

なっている。FEM解析による強度評価を行い、補強

グ配管を設けている。
３－２

ポンプの工場試験では、工場の高さ制限から中間軸お

表１ 汚水ポンプ仕様

よび中間床部分を省略した状態で行った。工場試験時のTable１ Pump Specifications
形式
（mm）

吐

量

（m3/min）

程

（m）

出

全
取

し
揚

扱

流

体

電 動 機 出 力台

状況を図５に示す。試験では、汚水ポンプの性能および

立軸渦巻斜流ポンプ

吸込／吐出し口径

数

1 650 ／ 1 650

機能を十分に発揮することを確認した。

365
37

４．汚水ポンプ６号用吐出し配管の施工

汚水
（kW）

ポンプ工場試験2 900

今回工事の吐出し配管の施工範囲は図６に示す朱書き

1

箇所である。汚水ポンプの吸込管から調圧水槽の吐出し–9–

東京都下水道局

芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

立軸巻線形電動機（2 900 kW）

電動機床

図４ FEM解析結果

Fig.４ FEM Analysis Result of Casing

中間床軸受ユニット
中間床

スラスト軸受ユニット
ポンプ床

吐出ルーズ管

吐出

図５ 工場試験状況

ケーシング

Fig.５ Shop Test

吸込

吸込エルボ

事業者の協力の下で現地測量を複数回実施した結果、以下の設計的な課題があった。

図３ ポンプ外観図

Fig.３ Outline Drawing of the Pump⑴

吸込側と吐出し側の管芯の相違に対する対策⑵

取合フランジの倒れに対する対策⑶

立ち上がり配管の据付精度に対する対策

４－１

管芯の相違

吸込管側と吐出し管側の平面的な管芯の偏心量は60mmであった。そのため、偏心管を製作し、吐出し管に管芯までの高さが約44 mもあり、また既設の吸込側と設置することによって、吸込管側と吐出し管側の偏心量

吐出し側の取合配管の口径が1 650 mmと大きく、配管を吸収し、円滑に据付完了することができた（図２）。

の据付調整が困難なため、据付誤差が大きくなると調整

４－２

作業に時間を要し、工期内に完了ができない現場状況で吸込管側と吐出し管側の取合部のフランジの倒れに対あった。このような据付の問題点を未然防止すべく、工しては、測量結果に応じたスペーサを製作し、倒れを補– 10 –

取合フランジの倒れ

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

東京都下水道局

芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ

サポート

スペーサ

短管２号

短管１号

スペーサ

サポート

青色着色部の範囲
GF+RFフランジの組合せ

図７ 配管の搬入状況

Fig.７ View of ductile iron pipes
約44 m

５．おわりに東京都下水道局 芝浦ポンプ所向け汚水ポンプ設備の概要を紹介した。こうした近年にない難易度の高いポン
プ工事を無事完了させたことは会社の技術力向上に繋がった。今後の既設ポンプの更新や増設工事において、本稿が少なからず参考になれば幸いである。
スペーサ

スペーサ

〔謝辞〕
おわりに、本設備の設計・製作にあたり終始適切なご指導とご協力を頂きました東京都下水道局殿の関係各位
ならびに現地測量に協力頂いた工事業者殿に心より感謝の意を表します。
＜参考文献＞

図６ 据付断面図⑴ 東京都下水道局ホームページ

Fig.６ Sectional view of pumping station

ttps://www.gesui.metro.tokyo.lg.jp/（2020/9/30＜筆者紹介＞

正した。また、立ち上がりの吐出配管はダクタイル鋳鉄

佐々木

管の製作精度や施工中の据付誤差などを考慮して、フラ渕上

ンジの水平度を確保する工夫をした。
４－３

アクセス）

立ち上がり配管の据付精度

吐出し管側の立ち上がり配管の対策は、組立時に生じる据付誤差や取合フランジのねじれなどを考慮して、配管の送水圧力の低い管頂部付近にK形短管１号と２号を２箇所設置し、フランジのねじれと配管の傾きを吸収した。短管２号の搬入状況を図７に示す。K形短管１号と２号の周辺には運転中の振動などを考慮して、サポート
で補強を行った。

– 11 –

隆：2001年入社。
主にポンプ設備のシステム設計に従事。
現在、プラント建設部システム設計２課担当課長。

現在、産業システム技術室 水力技術課主任。

貴大：2011年入社。主にポンプの計画見積業務に従事。

アラムコ・ウスマニアガスプラント向

ガスブロワ

電業社機械

アラムコ・ウスマニアガスプラント向Vol.44No.2（2020）

ガスブロワ
富田雅俊

Gas blowers in ARAMCO Uthmaniyah gas plant
By Masatoshi Tomita
DMW turbo blowers are used in various gas processing plants and petroleum refinery plants. Thistime, we, DMW, supplied 2 sets of blowers to Saudi Arabian Oil Company ARAMCO）for Uthmaniyah gas plant in Saudi Arabia. Our gas blowers are used for venting sulfur fume in sulfur recovery
units. This report shows design features of the Sulfur fume blower.

１．はじめに

当社のターボブロワは、ガス処理、石油精製プラン
トに数多く納入されている。今回、Saudi Arabian Oil
Company（ARAMCO）社のガスプラント向けに、ガス
ブロワを２台受注した。納入先であるサウジアラビア

Saudi ArabiaのUthmaniyahは、サウジアラビア東部州の内陸側であり、ホフーフ市街地近郊に位置している。納入先の世界最大級の天然ガス加工処理プラントであるUthmaniyahgas plantは、油田から出る付随ガスを処理するマスター

Uthmaniyah

ガスシステムの一環として、1981年から稼働している。
近年、操業の安全性や効率を強化しつつ生産性を向上さ

図１ サウジアラビア

せたことにより、世界経済フォーラムにて第四次産業革UthmaniyahFig.１ Uthmaniyah in Saudi Arabia

命の技術活用をリードする製造施設として認定された中東で唯一のプラントである⑴。パイプラインと機械設備の検査に、ドローンやウェアラブル技術を活用して施設込鋼板製単段ターボブロワである。ブロワの軸受はオイ

内の検査時間を90%短縮している。今回、Uthmaniyah

ルバス潤滑方式のころがり軸受を採用し、強制給油装置

gas plantの近郊にあるHawiyah gas plantに、類似仕様を必要としない。ケーシングは保温を目的としたジャのブロワを８台納入した実績が高く評価され、設備更新

ケット部を有する二重ケーシングを採用している。ブロ

の受注につながった。

ワケーシングの軸封部には、取扱気体の漏洩を防止する

このたび、受注したSulfur fume blowerの工場出荷が対策として、カーボンリングシールを採用している。ブ

完了したので、以下にその概要を紹介する。納入先であロワの吸込および吐出しラインには伸縮管継手を設置しるサウジアラビアのUthmaniyahの位置を図１に示す。

ている。以下に各構成機器について述べる。
２－２

２．機器構成２－１

ブロワの仕様Sulfur fume blowerは硫黄回収装置で回収された硫黄全体構成を保管するタンク内の、硫黄分を含むガスを排出するた

ブロワユニットの全体構成を図２の系統図に示す。

めのブロワである。表１にSulfur fume blowerの仕様、
図３に外観を示す。

今回納品したSulfur fume blowerは、電動機駆動の片吸– 12 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

アラムコ・ウスマニアガスプラント向

ガスブロワ

TO PROCESS

I.A.

STEM INLETCOUPLING
MOTOR

BRG

BRG

BLOWERFROM PROCESSSTEAM OUTLETCASING DRAIN

図２ 系統図Fig.２ P&I Diagram

２－３

表１ ブロワ仕様

本ブロワは当社オリジナルの構造が採用されたブロワ

Table１ Blower specifications
形

吸込／吐出し口径

（mm）

風

量

（m3/min）

圧

（kPa）

昇
取

扱

気

体

電 動 機 出 力
台である。その構造と特徴を以下に述べる。

鋼板製片吸込
単段ターボブロワ式

ブロワの構造と特徴

ブロワのインペラには、耐食性を考慮し、フェライト・

300/250オーステナイト系二相ステンレス鋼を採用している。ま

約78
約16

た、インペラを設計する上で、FEM解析にて強度評価を

Vent gas

実施し最適な形状検討と信頼性を確認している。FEM解

（kW）

数

55

析の例を図４に示す。ブロワのシャフトは、マルテンサ

2イト系ステンレス鋼を採用している。

図４ FEM解析の一例

Fig.４ Example of FEM analysis
図３ Sulfur fume Blower外観

ケーシングは鋼板を使用した軸方向分割構造を採用しFig.３ View of Sulfur fume blowersている。軸方向分割のため、吸込口を取外すことでメンテナンスが実施できる構造であるほか、点検口を設けた– 13 –

アラムコ・ウスマニアガスプラント向

ガスブロワ

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

ことでケーシング内部の点検が可能である。また、取扱気体であるVent gasは硫黄酸化物を含むため、低温時にケーシング内部に付着・堆積する。上述の状況を回避す

冷却用カバー

冷却ファン

るために、ケーシングの保温を目的としてVent gasの接する流路部と低圧蒸気による保温部を有する、二重ケー
シング構造としている。図５にケーシング外観を示す。

蒸気入口

図６ 冷却用カバー 外観

Fig.６ View of cooling fan cover

要求仕様を全て満足する結果を得た。また、ブロワの振動、軸受温度についても許容値を十分に満足し、機械的蒸気出口に健全な状態である結果を得られた。社内試運転時の様子を図７に示す。

図５ ケーシング外観
Fig.５ View of casing

軸受ユニットは水平二ツ割構造を採用しており、上部軸受箱の取外し作業のみで、内部点検が可能な構造となっている。軸受はころがり軸受を採用している。回転体自重によるジャーナル荷重、およびブロワの昇圧によって生じるスラスト荷重を２つの深溝玉軸受によって支持している。また、軸受の潤滑方式はコンスタントレ
ベルレベルオイラによるオイルバス潤滑としている。軸図７ 工場試験

受の冷却は、自己空冷方式を採用した。シャフトに付属

Fig.７ Factory acceptance test

する冷却ファンからの強制対流により軸受箱全体を冷却している。強制対流による通風と、現地での直射日光による輻射熱を考慮して、軸受ユニット全体を冷却用カ

４．おわりにバーが覆った構造としている。図６に、冷却用カバーのアラムコ・ウスマニアガスプラント向けのガスブロワの概要を説明した。当社は中東、中央アジア地域で多く外観を示す。

の実績を有しており、高い信頼性の評価を頂いている。

３．工場試験

その中で、ブロワはプラント内で重要な役割を担ってい工場における性能試験は、JIS B 8340に沿って実施し、– 14 –

るため、今後も、設備の用途、重要性を十分に認識し、

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

アラムコ・ウスマニアガスプラント向ガスブロワ＜参考文献＞

顧客の信頼と満足を得られるよう努力していく所存であ⑴る。

Refining & Petrochemicalh t t p s : / / w w w . r e f i n i n g a n d p e t r o c h e m i c a l s m e . c o m /refining/24773-world-economic-forum-recognises-aramco-as-

おわりに、本ブロワの計画・製作にあたり適切なご指a-leader-in-the-fourth-industrial-revolution（2020/11/16ア ク

セス）

導、ご助言を頂いた関係各位に厚く御礼申し上げます。

＜筆者紹介＞

富田 雅俊：2012年入社。主にブロワの設計業務に従事。
現在、気体機械設計部– 15 –

ブロワ設計課主任

国内プラント向け

RO法海水淡水化用エネルギー回収装置

国内プラント向け

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

RO法海水淡水化用エネルギー回収装置
工藤昇太

Energy recovery device for desalination plant in domestic company
By Shota Kudo
Reverse Osmosis（RO）method separates sea water to low pressure fresh water and highpressure concentrated seawater through the RO membrane feeding high pressure seawater.
Recovering and reusing the energy from high-pressure concentrated seawater by using oursystem, so Energy consumption of seawater desalination plants can be saved. We have suppliedenergy recovery device for RO method seawater desalination to domestic company. We introduce
overview of energy recovery device and pumps.
１．はじめに

替弁内の流路を切り替えることによりシリンダ内に低圧

逆浸透（以下ROと略記）膜方式の海水淡水化は、海供給海水と高圧濃縮海水が交互に供給され、シリンダ内

水に高圧ポンプで高い圧力をかけRO膜に供給することのピストンを介して高圧濃縮海水の圧力エネルギーが伝で淡水と濃縮海水に分離される。濃縮海水はRO膜入口

達された供給海水は増圧ポンプによってRO膜、ERDおよの高圧海水とほぼ同等の圧力を有している。当社の往復び配管にて生じた損失ヘッド分が加圧されRO膜へ供給

動式エネルギー回収装置（以下ERDと略記）はRO膜からされる。表１にERDの設計仕様を、図４に外観を示す。

排出される高圧の濃縮海水の圧力エネルギーを回収・再利用することで高圧ポンプの容量が小さくでき、海水淡水化設備の消費エネルギー低減が図れる。平成28年度に優秀省エネルギー機器として、日本機械工業連合会会長
賞（図１）を受賞した。
今回、国内プラントの造水設備（造水量2 400 m3/日）
新設工事において、ERD、高圧ポンプおよび増圧ポンプを受注し、設計・製作・試運転のうえ、製塩会社に納入を完了した。造水設備により得られた淡水は、海水に含図１ 優秀省エネルギー機器

日本機械工業連合会会長賞

Fig.１ Japan Machinery Federation chairman’s award

まれる有用資源を製品化する工程で使用され、さらに濃縮海水も利用される。

表１ ERD設計仕様

以下に納入したERDおよびポンプ類の概要を紹介する。

２．機器構成２－１

Table１ ERD specification
形

全体構成

往復動式
エネルギー回収装置

式

FRPシリンダ内径（inch）

造水設備の全体構成を図２に、ERD外形図を図３に

14

シ リ ン ダ 本 数示す。造水設備は取水ポンプ１台、前処理設備、RO膜、
高 圧 ポ ン プ １ 台、 増 圧 ポ ン プ １ 台、ERD１ ユ ニ ッ ト、
ERD制御盤１面より構成される。ERDはFRP製シリンダ
２本、切替弁２基、逆止弁２セットより構成される。切– 16 –

2

高圧濃縮海水流量（m3/h）

122

E R D 入 口 圧 力

（MPa）

約4.3

エネルギー回収効率

（%）

切

替

弁

動

作

電

動

機

定

格

98
電動式

（kW）

3.3

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

国内プラント向けRO法海水淡水化用エネルギー回収装置

RO膜

高圧ポンプ

淡水

（造水）
増圧ポンプ

切替弁

FRPシリンダB
エネルギー回収行程

前処理設備

ピストン

FRPシリンダA
取水ポンプ

濃縮海水排水行程

逆止弁

濃縮海水
排水

エネルギー回収装置

図２ 全体構成

Fig.２ P&I Diagram

切替弁

シリンダ

逆止弁

図３ ERD外形図

Fig.３ ERD outline drawing

２－２

シリンダ

98%と高効率である。もう片方のシリンダは取水ポンプ

シリンダは材質がFRPで内径14インチ、長さ5 m、２から海水が供給されると同時に、エネルギーが回収され本１組で構成される。内部にピストンが封入され、濃縮低圧となった濃縮海水を排水する行程を行う。

海水と供給海水を分離する。片側のシリンダはRO膜かシリンダ内のピストン位置はシリンダに取り付けられら排出された高圧濃縮海水が注入され、この圧力エネル

たセンサにより検出され、エネルギー回収行程と濃縮海

ギーがピストンを介してあらかじめ注入されていた低圧

水排水行程を交互に繰り返すことにより連続的なエネル

海水に伝達されるエネルギー回収行程を行う。流体同士

ギー回収を可能とする。

でエネルギー置換を行うため、エネルギー回収効率は– 17 –

国内プラント向け

RO法海水淡水化用エネルギー回収装置

電業社機械

Vol.44No.2（2020）ネに寄与している。シリンダ１本に対し、２個１セットで使用される。図６に逆止弁の外観を示す。

図４ ERD外観

Fig.４ View of ERD

２－３

図６ 逆止弁外観

切替弁

Fig.６ View of check valve

切替弁は主要部材質がスーパー二相ステンレススチール（SDSS）で、頂部に取り付けられた電動アクチュエー
タにより内部のスプール弁を駆動させ、ピストンの移動

２－５

高圧ポンプ

方向、すなわち、エネルギー回収行程と濃縮海水排水行

高圧ポンプはユーザ殿の要望によりメンテナンス性を程の切り替えを行う。特許取得済みの２ステップ駆動方考慮し、水平二つ割ケーシングの横軸多段渦巻ポンプが式を採用したことでピストンの動作速度制御による低振採用された。インバータによる回転速度制御により、造動と低騒音を実現した。図５に切替弁の外観を示す。

水量一定制御を行っている。表２に高圧ポンプの設計仕様を、図７に高圧ポンプの外観を示す。
表２ 高圧ポンプ設計仕様

Table２ High-pressure pump specification
形

式

口

径

（mm）

吸込100×吐出80

程

（m）

459

吐 出 し 量（m3/h）

100

電動機出力

（kW）

230

全

揚

横軸多段渦巻ポンプ

取 扱 流 体

海水

台

1

数

図５ 切替弁外観

Fig.５ View of switching valve

２－４

逆止弁

逆止弁は主要部材質がSDSSで、スプリングを内蔵した

図７ 高圧ポンプ外観

Fig.７ View of high-pressure pump

急閉式逆止弁である。流水部は圧力損失が小さい形状とされ、増圧ポンプの全揚程を低くすることができ、省エ– 18 –

電業社機械

２－６

Vol.44No.2（2020）

国内プラント向けRO法海水淡水化用エネルギー回収装置

４．現地試運転・運用

増圧ポンプ

増圧ポンプはエネルギー回収行程時のRO膜、ERDお現地試運転は、ERDと取水ポンプ、前処理設備、RO膜、よび配管にて生じた損失ヘッド分を昇圧させ、吐出し圧

高圧ポンプおよび増圧ポンプを組み合わせ実施した。エ

力を高圧ポンプ出口圧力と同等にする。インバータによ

ネルギー回収効率が98%以上を達成し、高圧ポンプおよる回転速度制御により、高圧濃縮海水の流量一定制御を

び増圧ポンプの回転速度制御による流量一定制御、ERD行っている。表３に増圧ポンプの設計仕様を、図８に増および各ポンプの振動など機械的な健全性を確認した。

圧ポンプの外観を示す。

また、公称造水量2 400 m3/日の造水設備において、約80%の負荷である2 000 m3/日での試運転も実施し、ユー
ザ殿の水需要に応じた柔軟な運用が可能であることを確

表３ 増圧ポンプ設計仕様

Table.３ Booster pump specification
形

式

口

径

（mm）

吸込150×吐出100

程

（m）

35

吐出し量

（m3/h）

122

電動機出力

（kW）

全

揚

認した。

横軸片吸込渦巻ポンプ

今回の造水設備新設により、他方式と比較し非常に低コストで淡水を得ることが可能となった。

５．おわりに

22

取扱流体

海水

台

1

数

今回、国内商用として初号機となる大容量ERDおよびポンプ類を紹介した。造水設備が停止すると製品製造に多大な影響を与えるため、ERDには高い信頼性と安全性が求められる。今後も確実な運用が継続できるよう、ユー
ザ殿のご要望に応えていく所存である。
おわりに、本設備の設計・製作にあたり終始適切なご指導とご協力をいただいたユーザ殿関係各位に心より感謝の意を表します。
＜参考文献＞⑴

一般社団法人日本機械工業連合会

http://www.jmf.or.jp/（2020/10/16アクセス）⑵ 日本機械工業連合会会長賞受賞，電業社機械，Vol.40，No.2（2016）⑶ 筒井・深澤：RO法海水淡水化用エネルギー回収システム，
電業社機械，Vol.40，No.1（2016）

図８ 増圧ポンプ外観⑷ 武田裕久・他：海水淡水化用エネルギー回収装置の開発，電Fig.８ View of booster pump

業社機械，Vol.37，No.2（2013）＜筆者紹介＞

３．遠隔監視システム

工藤昇太：2010年入社。主にバルブ、ポンプ、RO法海水淡水化用エネルギー回収装置の設計業務に従事。現在、水力機側以外の場所において現地の造水量や運転状態がリ

機械設計部

アルタイムで監視できるよう、本設備にはIoTによる遠隔監視システムを導入した。監視項目の一例を以下に示す。
◦造水量◦RO膜入口圧力◦RO膜入口導電率◦RO膜出口導電率◦高圧、増圧ポンプの運転状況
上記項目はリアルタイムデータの他、トレンドデータが確認できる。蓄積されたトレンドデータを分析することで設備の予防保全計画などの検討に役立てている。

– 19 –

海淡装置課主任

南西石油株式会社殿西原油槽所向け

消火・海水取水ポンプ

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

南西石油株式会社殿
西原油槽所向け 消火・海水取水ポンプ
角

晃太郎

片山景市

Fire Fighting and Sea Water Intake Pump for Nishihara Oil Station, Nansei Sekiyu K.K.
By Kotaro Kado and Keiichi Katayama
DMW supplied two sets of fire fighting pumps and two sets of seawater intake pumps to Nishihara
oil station. Both pumps take on the important roles to ensure plant operational safety and stability
at the oil station including fire prevention and fire extinguishing. Fire fighting pumps have beenused in a wide operating range from the minimum flow rate to 150% of the normal operational flow
rate. These pumps are an electric motor driven and also, a diesel engine driven so that they can be
operated during a blackout. DMW was able to confirm these operational demands in our shop test.
This paper describes the outline and features of the pumps that were delivered to the Nishihara
Oil Station.
１．はじめに

表１ 消火ポンプ仕様

Table１ Pump Specifications

南西石油株式会社殿 西原油槽所は、1972年に製油所として稼働開始され、現在では油槽所として稼働されて形いる。西原油槽所は、沖縄県外から運び込まれた石油を

吐

出保管、管理し、県内各地に石油製品を安定供給する拠点

吐

出

口

径

（mm）

650

し

量

（m3/h）

3 800

程

（m）

89

電 動 機 出 力
（電動機／エンジン）（kW）

1 230 ／ 1 320

全であり、安全・安定的な操業により沖縄の暮らしを支えている。また、石油コンビナートなど災害防止法や消防法に

立軸斜流ポンプ
VPFC-R2-M ／ GE

式
し揚

従い、石油火災に対応した防消火設備が配備されている。
今回、防消火設備の更新において、コスモエンジニア
リング株式会社殿が「防消火設備最適化工事」を受注、② 消防法適用のポンプとするため、加圧送水装置の当社にその付帯機器である消火ポンプ２台および海水取

性能基準を満たす必要があり、規定吐出し量に加え、

水ポンプ２台を発注いただいた。この度、これらのポン

規定吐出し量の150%から締切運転防止の常時逃がプの設計、製作、工場立会検査を経て出荷を完了したのし量200 m3/h（約5%流量／ミニマムフロー）でので以下にその概要を紹介する。

広い範囲で運転される。
③ 消火ポンプは２台供給しており、１台は電動機駆２．設備の概要と特徴

２－１動（消火ポンプA）、もう１台は直交傘歯車型減速

消火ポンプ機を介したディーゼルエンジン駆動（消火ポンプB）

消火ポンプの仕様を表１に示す。また、ポンプの外形である。有事の際に消火ポンプとしての機能を確保

図を図１に示す。本ポンプの特徴を以下に示す。

するため、通常は電動機駆動側（消火ポンプA）を① 口 径 は650 mmで あ る。 接 液 部 は オ ー ル ス テ

始動するが、電気の供給が断たれた場合の非常用原

ン レ ス 製 で あ り、 イ ン ペ ラ、 吐 出 し ボ ウ ル な ど

動機として、ディーゼルエンジン側（消火ポンプB）

はSCS14、 主 軸、 ス リ ー ブ はSUS316、 揚 水 管 はをバックアップ機器としており、電動機停止後、自SUS316Lとしており、耐食性に留意した設計として

動的にディーゼルエンジンが追加始動されるよう設いる。

計されている。

– 20 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

南西石油株式会社殿

西原油槽所向け

消火・海水取水ポンプ

表２ 海水取水ポンプ仕様

Table２ Pump Specifications

直交傘歯車型減速機
防音カバー

形

立軸斜流ポンプ
VPFC-R2-M

式

吐出し口径

（mm）

200

吐 出 し 量（m /h）

330

全

程

（m）

89

電動機出力

（kW）

132

揚

3

m3/h（約10%流量 ／ミニマムフロー）での広い範囲で運転される。
③ API610適用ポンプの要求と同様に、電動機を据え付けたまま、メカニカルシールの交換が可能な構造とし、メンテナンス性を考慮している。

３．ポンプ工場試験
ディーゼルエンジン駆動の消火ポンプBの工場試験の様子を図２に示す。消火ポンプ、海水取水ポンプの性能および機能を十分に発揮することを確認した。

渦流防止装置

図１ 消火ポンプB外形図

Fig.１ Outline Drawing of the Pump

④ ディーゼルエンジンは、エンクロージャー内に直流電源盤、制御盤を設置し、パッケージ化すること
で、防風雨対策としている。
⑤ 直交傘歯車型減速機の騒音対策として、減速機は

図２ 工場試験状況

防音カバーで覆っており、駆動機台内部には防音ラ

Fig.２ Shop Test

ギングを施工している。ラギング材には耐候性グラ
スウールおよびガラスクロスを採用した。
２－２

４．ポンプ取水槽流れ解析

海水取水ポンプ

海水取水ポンプの仕様を表２に示す。

ポンプ取水槽において、ポンプの円滑な運転に支障を① 口径は200 mmである。接液部の材質は消火ポンきたす有害な渦（空気吸込渦、水中渦）の発生の有無をプと同様であり、本ポンプは２台供給しており、２評価することを目的に流れ解析を実施した。図３にポン

台とも電動機駆動である。

プ取水槽の平面形状を示す。

② 消火配管の保圧や所内設備の冷却水用として24

解析ソルバーにはANSYS CFX 19.0を、ポスト処理に時間運転される（常用１台、予備１台）。消火配はFieldView 17を使用した。解析の結果、海水取水ポン

管の保圧、締切運転防止のため、常時逃がし量30

プでは有害な渦の発生はなかったが、消火ポンプでは空– 21 –

南西石油株式会社殿消火ポンプA

西原油槽所向け

消火ポンプB

消火・海水取水ポンプ

電業社機械

海水取水 海水取水
ポンプA ポンプB

Vol.44No.2（2020）

三角柱（※３対策用）

流入

図３ ポンプ取水槽平面形状図

バッフル（※１対策用）

Fig.３ Pump Sump Top View

プラス型（※２対策用）

図５ 渦流防止装置形状

Fig.５ Anti Vortex Devices

※１

※３

※５

※２

図４ 解析結果（渦中心線）※４

Fig.４ Analysis result（Vortex core）

別角度

気吸込渦および水中渦の発生が予想されたため、対策として渦流防止装置の検討を行った。

※５

図４は解析結果よりFieldViewを用いて消火ポンプA周りの渦中心線を可視化したものである。渦中心線が水表※４面（※1）、床面（※2）および壁面（※3）からポンプ

図６ 渦流防止装置設置後解析結果（渦中心線）

ベルマウスへと連続してつながっているため、空気吸込

Fig.６ Analysis result with Anti Vortex Devices（Vortex core）

渦および水中渦が発生すると判断した。
一般的に空気吸込渦の対策としては垂れ壁が、水中渦の対策としてはプラス型渦流防止装置や三角柱が用いらと連続してつながる渦中心線は無くなった。従って、渦れる。しかし、垂れ壁の設置は土木工事費や工期への影流防止装置を設置することで空気吸込渦および水中渦の響が大きいため、本ポンプでは空気吸込渦の対策とし発生はなくなると判断した。図６の※４、※５の渦中心て、水槽後壁へのバッフル設置による対策を検討した。

線は水槽床面・壁面のいずれからもポンプベルマウスへ

図５に今回設置した渦流防止装置の形状を、図６に渦流連続してつながっていない。また、渦流防止装置設置前防止装置設置後の解析結果の一例を示す。図５のバッフ

後の流れの変化の一例として、図７に速度ベクトルとコ

ルは空気吸込渦（図４※１）の対策として水表面の旋回

ンター図を用いて水表面の流れを示す。渦流防止装置設

流れを抑制し、プラス型および三角柱の渦流防止装置は置前（図７⒜）では速度ベクトルが円を描くように旋回

水中渦（図４※２、※３）の対策としてそれぞれ水槽床しており、その中心の速度が周囲と比較して小さくなっ

面、壁面の旋回流れを抑制している。その結果、図６のている。渦が発生するような旋回の場合、周囲に対してように水表面や水槽床面、壁面からポンプベルマウスへ

中心の速度が局所的に小さくなるため、図７⒜では渦の– 22 –

電業社機械

Vol.440 m/s

0.5 m/sNo.2（2020）

南西石油株式会社殿

西原油槽所向け

消火・海水取水ポンプ

速度ベクトルの旋回および局所的な速度差がないため、
空気吸込渦の発生が抑制されていると考えられる。

５．おわりに
南西石油株式会社殿 西原油槽所向け消火ポンプおよび海水取水ポンプ設備の概要、ポンプ取水槽内の流れ解
析の事例を紹介した。消火ポンプは油槽所内では非常に拡大

重要な設備であり、緊急時に問題なく稼動する必要があ

拡大

るため、高い安全性が求められる。今後も防消火設備の新設工事や更新工事において、本稿が少なからず参考になれば幸いである。
おわりに、本設備の設計・製作にあたり終始適切なご指導とご協力を頂きましたコスモエンジニアリング株式※１発生箇所⒜

渦流防止装置設置前⒝

渦流防止装置設置後

会社殿の関係各位に心より感謝の意を表します。

図７ 渦流防止装置設置前後の水表面の流れ

Fig.７ Water surface flow before and after installation＜筆者紹介＞of the Anti Vortex Devices

角片山

晃太郎：2009年入社。主に、立軸ポンプの設計に従事。現在、発生が予想される。この渦は図４の空気吸込渦（※１）に相当する。一方、渦流防止装置設置後（図７⒝）では、– 23 –

水力機械設計部

水力機械１課主任

景市：2012年入社。ポンプ、送風機および流体関連機器の研究開発に従事。現在、技術研究所
任

研究課

主

火力発電所向けスクリーン洗浄ポンプ

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

火力発電所向けスクリーン洗浄ポンプ
大庭史敬

Screen Wash Pumps for Thermal Power Plant
By Fumitaka Oba
We supplied Two sets of Screen Wash Pumps to Thermal Power Plant constructed by Mitsubishi
Kakoki Kaisha, Ltd. One pump can be used for two different roles. One purpose is for original
screen wash pumps. Another purpose is for bearing cooling water pumps installing with orificebutterfly valves at pump discharge line during the periodical maintenance period. According tothis, customer do not need the another additional pumps. In this paper, we will introduce twodifferent roles for one common pumps.
１．はじめに

２．ポンプの概要と特徴

安定した経済活動や日常生活を送る上で、電気は今や当社が納入したポンプの仕様を表１に示す。

欠かせない重要な存在である。2019年の台風15号は、

表１ ポンプ仕様

関東地方に上陸したものとしては観測史上最強クラスのTable１ Pump Specifications

勢力であり、千葉県を中心に停電や家屋の被害など甚大機な被害をもたらした。台風が過ぎ去った後も、地域に
よっては停電の復旧が遅れ、生活に支障をきたした。こ

器

名

用

途

形

式

スクリーン洗浄ポンプ
スクリーン洗浄ポンプ用

吐出し口径 （mm）のような甚大な被害をもたらした台風により、電気の重

全要性・必要性が改めて認識された。

揚

程 （m）

吐 出 し 量 （m3/h）

こうした中、某火力発電所向けに三菱化工機株式会社

回 転 速 度 （min ）−1

殿経由でスクリーン洗浄ポンプを納入した。本電力会社
は、石炭火力発電所として世界最高水準の発電効率と環境保全対策の技術を有し、日本の石炭火力発電所設備出軸冷水ポンプ用

立軸斜流ポンプ
250
53

2 ～ 15252

460
1 800（同期）出力 （kW）

台

数 （台）

90
2

液

質

海水

力では最大シェアとなっている。今回の発電所は、最新の技術設備を導入することにより、さらなる高効率化とスクリーン洗浄ポンプは、吐出し口径250 mmの立軸

環境負荷を低減させることを目指し、2020年に運転を斜流ポンプで、海水ポンプの取水口に設置されたロータ

開始している。

リースクリーンの洗浄用の海水送水ポンプとして使用さ

今回納入されたスクリーン洗浄ポンプは、通常時はスれる。ポンプの外形を図１に示す。本ポンプの主要材質

クリーン洗浄ポンプとして運用され、２年に１度の定期は、インペラ・吐出しボウル・吸込ベル・吐出しエルボ

点検時は軸冷水ポンプとして代替運用される。１機種のがSCS14、揚水管がSUS316Lの溶接品、主軸がSUS316

ポンプで仕様の大きく異なるスクリーン洗浄と軸冷却水のオールステンレス製ポンプである。

と二つの用途を満足させるため、ポンプの吐出し側配管

スクリーン洗浄用途とする場合は図２に示す系統で、ライン上にオリフィスバタフライ弁による減圧装置を設

また、軸冷水用途とする場合は図３に示す系統で運用さ置した。以下にその概要を紹介する。

れる。ポンプの吐出し側配管ライン上にオリフィスバタ
フライ弁を減圧装置として設置することで、別機種のポンプをもう一台設置することなく、運用することを可能– 24 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

火力発電所向けスクリーン洗浄ポンプ

M

吐出しバルブ：開

2 300

放水槽
吐出しバルブ：閉

軸受冷却水

オリフィスバタフライ弁

スクリーン洗浄ポンプ（軸冷却ポンプ用途）

図３ 軸冷水ポンプ用途系統図

15 000
10 000

Fig.３ Diagram of Bearing Cooling Water Pump service

図４ オリフィスバタフライ弁外観

5 000

Fig.４ View of Orifice Butterfly Valve

図１ ポンプ外形図

３．おわりにFig.１ Outline drawing of pump

当社は、発電所向けにスクリーン洗浄ポンプを数多く納入している。発電所においてなくてはならない機器でMあり、高い信頼性が求められる。また、今回のオリフィ
吐出しバルブ：開スバタフライ弁による減圧装置を用いた運用は、初めてスクリーン吐出しバルブ：閉

オリフィスバタフライ弁

であるが、別仕様のポンプを１台なくすことができ、非常に有意義な試みであったと考える。

軸受冷却水

今後とも、顧客のニーズに応えるため、設備の重要性を十分に認識し、高品質・高信頼性を満たすポンプの設スクリーン洗浄ポンプ

計・製作に努力する所存である。

図２ スクリーン洗浄ポンプ用途系統図

おわりに、本ポンプの計画・製作にあたり終始適切なFig.２ Diagram of Screen Wash Pump service

御指導と御協力を頂いた三菱化工機株式会社殿の関係各位に心より感謝の意を表します。

とした。また、オリフィスバタフライ弁は、図４に示す＜参考文献＞

ように多孔球ガイドを有し、流水面積を細かくすること⑴

で、高差圧でもキャビテーションの発生と騒音を抑制することができるもの⑴を採用した。

オリフィスバタフライ弁カタログ V162-14A＜筆者紹介＞

大庭史敬：2007年入社。主に、高圧ポンプの設計に従事。
現在、水力機械設計部特機課– 25 –

主任

東北農政局殿

中央排水機場および毒蛇排水機場ポンプ設備受注

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

東北農政局殿
中央排水機場および毒蛇排水機場ポンプ設備受注
このたび、東北農政局より中央排水機場ポンプ設備３

今回ポンプ設備建設工事の第一弾として中央排水機場

台および毒蛇排水機場ポンプ設備４台を受注した。

が、旧機場から約400 m下流側に建設されることとなっ最上川左岸下流域の土地改良は1612年の北楯大堰開た。

削事業に始まり、大正から平成にかけて県営および国営

また、第二弾として毒蛇排水機場が旧機場の隣接地にの事業が数多く実施されてきた。

建設されることとなった。

その中で昭和45年に毒蛇排水機場は酒田市丸沼地内

同地区内では近年の降水量の増加に伴い湛水被害がの最上川への排水を、中央排水機場は昭和48年に山形県発生しており、中央排水機場が5.3 m3/sから11.2 m3/s、

酒田市落野目地内の最上川支流である京田川への排水を

毒蛇排水機場が9.33 m3/sから12.9 m3/sへと大きく見直目的とした山形県営かんがい排水事業の一環として整備されている。
本設備での排水機能の強化による湛水被害の軽減と維された。
施設が50年近く経過し老朽化により平成29年度に東持管理の労力の軽減を図り、農業生産性の維持向上およ

北農政局による国営最上川下流左岸農業水利事業が着手

び農業経営の安定に貢献すべく令和４年３月10日工期され、令和７年度までの予定で計画されている。

に向け鋭意製作中である。
（文責：宗田憲郎）

表１ ポンプ仕様【中央排水機場】
ポンプ名称
主ポンプ

形式
口径1 350 mm

横軸斜流ポンプ

吐出し量

全揚程

取扱流体

原動機出力

台数

3.734 m3/sec

3.5 m

雨水

184 kW

3

吐出し量

全揚程

取扱流体

原動機出力

台数

3.225 m /sec

5.0 m

雨水

226 kW

4【毒蛇排水機場】
ポンプ名称
主ポンプ

形式
口径1 200 mm

横軸斜流ポンプ

3– 26 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

東京都下水道局殿

葛西水再生センター送風機設備再構築その４工事受注

東京都下水道局殿
葛西水再生センター送風機設備再構築その４工事受注
葛西水再生センターは荒川の河口に位置し、首都高速の低減と動力費低減を可能とした。

湾岸線を挟んで南北の施設からなる水再生センターであ

これらの特徴が認められ、平成29年度に優秀省エネルる。

ギー機器「経済産業大臣賞」を受賞し、平成31年度より

処理区域は荒川と江戸川に囲まれた江戸川区の大部分

東京都下水道局殿の品質認定品目仕様書に掲載された下と葛飾区の一部（面積は4 893ヘクタール）で、処理し水処理用のばっ気ブロワである。

た水は東京湾（荒川）に放流している。また、その一部

これに加えた省エネ対策として、低圧力損失形逆止弁を砂ろ過してセンター内で機械の洗浄・冷却やトイレ用の設置と、送風機本体および送風機用電動機の潤滑油を水などにも使用している。

高引火点潤滑油とする。更には環境対策として送風機本

今回設備の最大の特徴は、東京都下水道局殿向け送風

体および送風機用電動機軸受箱より大気へ放出されるオ機としては最大容量となる潤滑油設備と冷却設備を不要

イルミストに対し、送風機の吐出圧力を利用しオイルミとし、ころがり軸受を採用した鋳鉄製多段ターボブロワ

ストを吸引する動力不要のミストセパレータシステム

である。

（MSS-a）を納入する。

本送風機は回転体質量の軽量化により、従来採用して今後もこうした省エネルギー対策・環境対策を考慮しいたすべり軸受からころがり軸受の採用を可能とした。

たより良い製品開発・製作に取り組み、お客様満足度のこれによりすべり軸受で必要になる強制給油装置を省略向上を第一に、社会貢献・環境貢献に寄与する所存であすることができ、冷却設備や小配管なども不要となった。

る。
（文責：近藤友明）

強制給油装置などの補機類が不要となったことで、信頼性が向上（故障リスクが低減）し、メンテナンスコスト

表１ 送風機仕様
送風機名称

形式

風量

圧力

電動機出力

台数

送風機８号

口径600 ／ 500 mm
電動機直結鋳鉄製
片吸込多段ターボブロワ

460 m3/min

72 kPa700 kW１– 27 –

大阪市建設局殿

海老江下水処理場向け

ブロワ受注

大阪市建設局殿

電業社機械

海老江下水処理場向け

Vol.44No.2（2020）

ブロワ受注

大阪市建設局殿において、大阪市で最も古い昭和15年受注したブロワは鋳鉄製多段ターボブロワ（AM-Turbo®）に通水を開始し老朽化が進んでいる海老江下水処理場のが採用された。2022年12月までの完成を目指して、鋭水処理施設を更新する事業が計画され、発注は水処理施

意設計・製作中である。

設における設計・建設、保全管理業務に係る事業を民間

軸受オイルバス自己空冷式の鋳鉄製多段ターボブロワ（AM-Turbo®）を採用することで、給油装置やオイルクー

企業が一括実施するBTM方式が採用された。
この事業を海老江ウォーターリンク㈱（代表：大成建

ラ、それらに付属する配管類や架台、歩廊などを不要と設㈱殿）が受注され、その構成企業であるメタウォーターし、簡素化や維持管理コストの低減、および省エネ化を㈱殿より、更新設備の中に含まれる曝気用ブロワ３台の実現する。
（文責：戌亥製作を、今回当社が受注した。

武）

図１ 場内配置図

表１ 送風機仕様
送風機名称

形式

風量

昇圧

取扱気体

電動機出力

台数

3

3-1-No.1,2送風機

口径450×400 mm５段

鋳鉄製多段ターボブロワ

270 m /min

67.65 kPa空気

400 kW

2

3-1-No.3送風機

口径400×350 mm５段

鋳鉄製多段ターボブロワ

210 m3/min

67.65 kPa空気

320 kW1– 28 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

大阪市建設局殿

大阪市建設局殿

中浜下水処理場向け雨水ポンプ設備受注

中浜下水処理場向け雨水ポンプ設備受注

大阪市建設局殿中浜下水処理場にて1963年に建設さ今回製作するNo.1雨水ポンプは、減速機搭載型吐出しれた第４ポンプ棟には、当時設置された当社製雨水ポン

エルボ（Lambda-21）を採用することで、ポンプ型式を

プが現在も稼動している。大阪市殿に設置されている幾既設の横軸斜流ポンプから先行待機形の立軸斜流ポンプ

つかの当社製ポンプのなかでも、最も長きに渡って運用に変更し、近年のゲリラ豪雨に見られる急激な水位の上されてきた一つであり、供用開始から50年以上が経過し昇にも対応できるようにしている。また、ポンプ吐出先ている。

を２方向とし、回転数制御により３点のポンプ仕様点に

このたび、既設No.1雨水ポンプ１台を更新する工事を対応することで、同機場内に新設される高速ろ過施設へ受注し、2022年３月の完成を目指して、鋭意設計・製の送水を可能にしている。

作中である。

（文責：戌亥武）12tクレーン（走横行手動）
（既設）

ポンプ室

雨水吐出井

ポンプ井

図１ 既設ポンプ写真

図２ 据付図表１ 既設ポンプ仕様
ポンプ名称
No.1雨水ポンプ形式
口径1 200 mm

横軸斜流ポンプ

吐出し量

全揚程

取扱流体

電動機出力

台数

210 m /min

6.5 m

雨水

353 kW1

3

表２ 更新ポンプ仕様
ポンプ名称
No.1雨水ポンプ

形式

吐出し量

全揚程

取扱流体

電動機出力

台数

口径1 200 mm 全速全水位先行待機形
立軸斜流ポンプ（減速機搭載型）

235 m3/min
150 m3/min
235 m3/min

13.5 m
11.6 m
8.2 m

雨水

780 kW1– 29 –

コスモエンジニアリング株式会社殿

コスモ石油株式会社 千葉製油所向けCO2ブロワ受注

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

コスモエンジニアリング株式会社殿
コスモ石油株式会社 千葉製油所向けCO2ブロワ受注
このたび、コスモエンジニアリング株式会社殿より、今回のブロワ仕様を表１に示す。

コスモ石油株式会社 千葉製油所向けCO2ブロワ１台を受

CO2は水に溶けると炭酸となり、弱酸性の状態になる。

注した。

弱酸性の状態でも長期にわたると腐食が進行していくた

CO2ブロワとは、石油精製する際に発生したCO2ガス

め、ブロワの回転体およびケーシングは、腐食対策としを圧送するブロワであり、製油所内において重要な設備てステンレス鋼を採用し、軸シールには、機内ガスの漏のひとつである。CO2ガスは炭酸ガスメーカーへ送られ、えいを防止するためドライガスシールを採用している。

ドライアイスや炭酸飲料向けの発泡剤として使用されて（文責：中村晃洋）いる。

表１ 送風機仕様
送風機名称

形式

風量

昇圧

取扱気体

電動機出力

台数

CO2 ブロワ

口径250/200片吸込６段ターボブロワ

61.1 m3/min

85.4 kPa

CO2ガス

150 kW1– 30 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

インドONGC社PIPELINE REPLACEMENT PROJECT-VI（PANNA PROCESS PLATFORM）向け
MOL PUMP 3台、BOOSTER PUMP３台 受注

インド ONGC 社 PIPELINE REPLACEMENT PROJECT-VI（PANNA PROCESS PLATFORM）向け
MOL PUMP ３台、BOOSTER PUMP ３台 受注
当 社 は1982年 に イ ン ドONGC社 にMAIN OIL LINE器である。

PUMP（MOL PUMP）を納入して以来、多数のポンプを

MOL PUMPは高い圧力が得られメンテナンス性に優採用頂き、それらの信頼性の高さから同社の高い評価をれる水平二ツ割横軸多段ポンプが、BOOSTER PUMPは得てきた。

海上プラットフォームの限られたスペースに設置でき

今回、これまで培ってきた実績と技術力、DCIPL（DMW

るようインラインポンプが採用されている。また、本

イ ン ド 社 ） と 協 力 し た 迅 速 な 見 積 対 応 が 評 価 さ れ、ポンプユニットはポンプ、モータ、メカニカルシール

SUPREME OFFSHORE CONSTRUCTION AND TECHNICAL

ユニット、制御盤、機側操作盤、振動監視装置などかSERVICES社よりONGC社 PIPELINE REPLACEMENT PROJECT

ら構成される。

-VI（PANNA PROCESS PLATFORM） 向 けMOL PUMP３

原油は可燃性の液体のため、ポンプにはAPI610規格

台およびBOOSTER PUMP３台を受注した。

が、モータや計装機器は防爆構造が適用されている。ま本プロジェクトではムンバイ沖の既設海上プラット

た、液中に硫化水素（H2S）が含まれていることから軸フォームの改修および改造を行い、これまでタンカーに封装置にはダブル形のメカニカルシール（API682 Planて輸送していた原油を新たに設置するパイプラインで陸53B）が採用されている。
（文責：浅田雅也）

上ターミナルまで輸送する計画である。今回受注したポンプはこのパイプラインで原油を圧送するための重要機

表１ ポンプ仕様
ポンプ名称

形式

吐出し量

全揚程

取扱流体

電動機出力

台数

MAIN OIL LINE PUMP

口径100×80 mm
水平二ツ割横軸多段ポンプ

58 m3/h

871 m

原油

230 kW

3

BOOSTER PUMP

口径100×80 mm
立軸片吸込単段インラインポンプ

58 m3/h

129 m

原油

55 kW

3

– 31 –

富士電機㈱殿／電源開発㈱殿鬼首地熱発電所向け温水ポンプ受注

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

富士電機㈱殿／電源開発㈱殿鬼首地熱発電所向け温水ポンプ受注
このたび、富士電機㈱殿より、電源開発㈱殿鬼首地熱

電源開発㈱殿は、水力・風力などを含めた再生可能エ発電所設備更新工事向けに温水ポンプを受注した。

ネルギーの取り組みも強化されており、特に地熱発電は、

この発電所は、40年以上の営業運転にて電力の安定供

天候に関わらず年間を通じて安定した電気を供給するこ給に貢献してきたが、設備の経年劣化に伴い更新工事ととが可能な純国産の再生可能エネルギーである。当社もなった地熱発電所である。

地球温暖化対策に貢献すべく、再生可能エネルギーであポンプの特長として、液質が地熱凝縮水であるため、る地熱発電所向けへの取り組みの強化と、安定電源の確ポンプ本体の主要部品には耐食性を考慮した、国内およ保に貢献できる信頼性の高いポンプを供給する所存であび海外地熱発電所向けにも多数実績のある信頼性の高いる。

材質およびコーティングを採用することで、プラントの（文責：鍵山健次）

安定稼働に向けた材質構成のポンプとした。

図１ 地図

図２ 完成予想図

表１ ポンプ仕様
ポンプ名称
温水ポンプ

口径950×600 mm

形式

吐出し量

全揚程

取扱流体

電動機出力

台数

ピット型立軸斜流ポンプ

3 100 t/h

23 m

地熱凝縮水

250 kW2– 32 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

ISTP31参加報告

ISTP31 参加報告
工藤正規

Report about ISTP31
By Masanori Kudo

１．はじめにせを有する、異音を伴う不安定流れ（セル構造）が形成

2020年10月14日から10月16日までオンラインで開されることが報告されている。

催されたISTP31（The 31 International Symposium on

先行研究にて、インレットガイドベーン下流に生じるTransport Phenomena）に参加した。これは、日本機械

不安定流れに関する報告が多数なされているが、未だ詳学会、日本伝熱学会、可視化情報学会などが共同して開細な発生メカニズムは解明されていない。また、不安定

催する会議で、2002年以降は毎年開催されている。前々流れの抑制機構として、インレットガイドベーンを接線

回は2018年にアメリカ・ハワイのConvention Centerで、

方向吹き出し円柱に置き換えた旋回流発生装置も提案さ

前回は2019年にベトナム・ハロン湾のVinpearl Halong

れており、抑制効果は確認されているが、未だ研究段階

Bay Resortで開催された。

のため、実用化には至っていない。

st

今年は2018年と同様、ハワイのConvention Centerに著者の研究では、不安定流れの発生メカニズムを解明て開催される予定であったが、新型コロナウィルスの影するため、先行研究では行われてこなかった、浅い流れ

響を受け、オンラインでの開催となった。

角における流動特性を実験ならびにCFDを行い比較・検証を行った。発生メカニズム解明に一歩前進できたと考２．講演発表えるため、今回の結果を今後に生かしたいと考える。

著 者 の 講 演 は、10月14日 の 午 前 １ つ 目 の セッション（Experimental/Computational Fluid Mechanics）で、

３．おわりに“FLOW INSTABILITIES IN INWARD SWIRLING FLOW

今回ISTPに参加したことで、国内外で流体機械に関すGENERATED BY INLET GUIDE VANES” というタイトル

る様々な研究が行われており、参考となる研究報告を確で講演した。本研究は、小型遠心圧縮機などの流体機械

認することができた。また、興味深い研究テーマもあっのインペラ入口に設置される、可変式環状入口案内翼列たことから、機会があれば研究してみたいと考える。
次回のISTPはいつ、どこで開催されるかわからないが、（インレットガイドベーン）下流にて生じる不安定現象

可能な限り参加し、自己研鑚に励みたい。

に関する報告である。インレットガイドベーンは、インペラに流入する流体とインペラとの衝突損失を低減する
ため、インペラの回転速度に合わせた羽根角度（流れ角）に調整することで小型遠心圧縮機の効率改善を目的に設＜筆者紹介＞

工藤正規：2014年入社。社会システム技術室技術２課にてポン
プ設備の設計計画業務に従事。

けられる。しかしながら、周方向から見た流れ角が小さい領域にて、単数、または複数の高圧部と低圧部の組合– 33 –

関東地方整備局殿から担い手の確保・育成貢献表彰を受賞

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

関東地方整備局殿から担い手の確保・育成貢献表彰を受賞－H30中部横断楮根第四トンネル換気設備工事－

１．はじめに

３．表彰理由令和元年度に完成した『H30中部横断楮根第四トンネ

本工事では、建設業における担い手の確保・育成を目

ル換気設備工事』において、関東地方整備局殿から『担的として、今回のようなジェットファンの新規製作、据い手の確保・育成貢献工事表彰』を受賞した。

付という専門性の高い作業を通じて、若手技術者への指導・教育をおこない若手の技能向上に取り組みながら、

２．表彰工事⑴

工事の品質向上を図ったことが評価された。

工事名

４．おわりに

H30中部横断楮根第四トンネル換気設備工事⑵

今回の表彰は関東地方整備局甲府河川国道事務所殿の工期

ご指導、ご協力なくしては成しえないものであり、ここ

平成30年６月８日～令和元年８月30日⑶に改めて感謝申し上げます。また、本工事に携わられた

工事概要
本工事は、静岡県から長野県に至る高速自動車道で関係各社および関係者の方々にご協力賜りましたことにある中部横断自動車道のうち、富沢IC（山梨県）～

も厚くお礼申し上げます。

六郷IC（同）間にある楮根第四トンネルに、ジェッ（文責：石田晴久）

トファン設備を納入したものである。
⑷

機種
口径1 030 mmジェットファン

５台

図１ 表彰状– 34 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

静岡県志太榛原農林事務所長殿より優良工事表彰を受ける

静岡県志太榛原農林事務所長殿より優良工事表彰を受ける－焼津東部地区ポンプ設備１工事－

１．はじめに現場見学会にも積極的に対応をいたしました。

2019年度に施工した焼津東部地区ポンプ設備１工事

このような確実な安全対策のもとでの施工、地域貢献において、去る2020年９月17日に静岡県志太榛原農林を行ったことが評価されました。

事務所長殿より優良工事表彰を受賞しました。

また、省スペース化をはかったレイアウトおよび機器の選定、主任技術者・現場代理人・品質証明員をはじめ、

２．表彰工事工事に携わった者が皆「品質向上」「顧客満足」を強く

工 事 名：平成31年度基幹水利施設

意識して施工を行ったことが表彰の受賞に繋がったと思

ストックマネジメント（対策）

われます。

焼津東部地区ポンプ設備１工事
工

期：2019年７月５日から2020年３月11日

４．おわりに機

種：口径900 mm横軸斜流ポンプ

今回の表彰は静岡県志太榛原農林事務所殿のご指導、

１台

ご協力なくしては成しえないものであり、ここに改めて

工事内容：焼津東部排水機場のポンプ設備の更新

感謝申し上げます。また、同様に工事に携われた関係各

３．表彰理由社や関係部門の方々にご協力を頂きましたことに深く感

狭隘な現場内で接触事故に対して適切な安全対策を講謝申し上げます。この表彰を契機に、安全施工に対しよずるとともに、豪雨時の緊急稼働に備えた体制整備や工り一層精進していきたいと考えております。

期短縮に配慮して工事を完成させました。地元高校生の

図１（文責：島田裕介）

図２

授賞式の様子– 35 –

表彰状

特許と実用新案

電業社機械

Vol.44No.2（2020）

特許と実用新案「ジェットファンの支持構造」
特許第6757102号

１．従来技術の課題

ル部14と、前記ピン14aが挿通される貫通孔2aを有道路トンネル内に設置されるジェットファンは、している。また、前記ピン14aと前記環状部3aとの近年の省エネルギー化の推進に伴い、運転台数を制間に嵌め込まれたスリーブ部材2とを備え、前記ス

御する運転方法から、回転速度を制御する運転方法

リーブ部材2が、前記環状部3aの内周面側が嵌め込に移行しつつある。回転速度を制御する運転方法にまれる溝部2bを有していることを特徴とする。

あっては、回転速度によってジェットファンに振動が発生することがあるため、ジェットファンには広３．本発明の効果

範囲の回転速度において振動の小さい安定した運転

本発明のジェットファンの支持構造によればピン14aと環状部3aとの間にスリーブ部材2が介在する性能が求められている。
従来のジェットファンの支持構造では、ジェットと共に、スリーブ部材2の軸方向における相対移動

ファン本体の質量を支える連結部材（一例としてが規制されることで、振動を抑制することができる。

ターンバックル）のシャックル部のピンとケーシン

スリーブ部材2の軸方向長さは、図２に示すように、グに配設された連結部材（一例としてアイボルト）

間隔Lより短く設定されていて、ピン14aが挿通さとが直接的かつ点接触の状態で連結されている。それるスリーブ部材2の貫通孔2aとピン14aとは、軸のため、連結部において減衰機能を有していないた

方向に線接触又は面接触の状態で接触している。ス

め、振動が減衰し難いという問題があった。

リーブ部材2は軸方向にピン14aと摺動自在である
ため、この部分でも摺動摩擦が大きくなり、振動を

２．本発明の内容抑制することができる。また、環状部3aとスリーブ本発明に係わるジェットファンの支持構造1は、部材2との接触状態は、溝部2bにより安定する。溝

図１に示すように、道路トンネル内を換気するジェッ部2bが、環状部3aの内周面に沿った断面形状を有

トファン10を、道路トンネルの天井壁15に固定したしているので、環状部3aと溝部2bとが面接触して吊持部材12に吊り下げ固定されている。吊持部材12おり、従来のアイボルトやUボルトなどとピン14aに連結された中間連結部材13と、ジェットファン10との点接触の場合に比べて、接触面積の増大によっのケーシング11に固定されたケーシング側連結部材て摺動摩擦が大きくなり、振動のより大きな減衰効3とを備える。図２に示すように、ケーシング側連

果を得ることができる。

結部材3は、環状部3aを有したいわゆるアイボルト（文責：鈴木崇史）

であり、ナット3bで基端部が固定されている。中間13

連結部材13は、ピン14aを先端部に備えたシャック

13 12 12

13

13 12

12

13

14

15

3a
2a

2b

2
2
1

14a

11

1

3

1

3

3
3b

10

L

図１

図２

– 36 –

電業社機械

Vol.44No.2（2020）– 37 –

電業社機械

編集後記

編

集

後

Vol.44No.2（2020）記◆この度の巻頭言は、工学院大学 教授の伊藤慎一◆東京都下水道局芝浦ポンプ所向けに納めた汚水いただきました。

ンプは東京都下水道局殿にお納めする最大口径の郎先生に「水泳の流体力学」という題目でご執筆

ポンプについて紹介させていただきました。本ポ

昔からゴルフボール周りの流れや野球ボール周

立軸渦巻斜流ポンプで、据付工事の難易度も高いりの流れに関する研究はありましたが、筆者の記案件でしたが、FEM解析による構造・強度検討や憶の範囲では2000年ごろからスポーツの世界で施工方法の検討を行い、無事お納めすることがで

流体力学という単語をよく聞くようになりましきました。今後もお客様のご要望、ご期待に応えた。本文中に登場する高速水着の話は読者の皆さられるソリューションを提供していく所存です。

まも耳にしたことがあると存じます。特に2008◆アラムコ・ウスマニアガスプラントにお納めし年の北京オリンピックでは選手自身よりも着用すたガスブロワについて紹介させていただきましる水着に注目が集まるという社会現象を引き起こた。本ブロワの取扱気体は硫黄酸化物を含む排気したことは記憶に新しいです。

ガスであるため、耐食性を考慮した材質の検討を

また、選手の泳法はS字プルストロークからI字行っています。また、軸受ユニット全体を冷却用

プルストロークに変わっているとのことです。コ

カバーで覆うなど、高温となる現地の環境に配慮

ロナウイルスの影響で2021年に延期となりまし

した設計を行っております。今後も当社の製品をたが、このような視点で東京オリンピックを見る

使用するお客様の目線に立った開発をしていく所と新たな楽しみ方が見つかるかもしれません。

存です。

ご多忙なご公務の間をぬって、大変興味深いご

今後とも当社の製品をご愛顧いただきますよう寄稿をいただきありがとうございました。

よろしくお願い申し上げます。

– 38 –

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